Устройство и работа пластинчатого теплообменника


Пластинчатый теплообменник, принцип работы, сфера использования, плюсы и минусы, разборные и паяные пластинчатые устройства, площадь пластины, мощность, рабочее давление и температура.

Как устроены теплообменники

В большинстве случаев пластинчатый теплообменник передает энергию от нагретого теплоносителя (жидкости) в среду, которая охлаждена и требует повышения температуры. Конструкция пластинчатого теплообменника состоит из ряда разборных частей, включая:

  • статичная/подвижная плиты;
  • пластины;
  • направляющие округлой формы;
  • крепления, объединяющие плиты в целостную конструкцию.

Различаются они между собой по габаритам рам. От этого фактора зависит мощность устанавливаемого оборудования и уровень выдаваемой им теплоотдачи. Если в теплообменнике используется много пластин, это приводит к повышению продуктивности оборудования, но также сказывается на габаритах, массе установки.

ПТ 1.jpg

Введение

Пластинчатый теплообменник – один из видов рекуперативных теплообменных аппаратов, в основе работы которого лежит теплообмен между двумя средами через контактную пластину без смешения.

Устройство и принцип работы пластинчатого теплообменника

Пластинчатый теплообменник является новым и универсальным прибором для обогрева и охлаждения помещений.

  • Устройство и принцип работы пластинчатого теплообменника
  • Как протекают процессы в пластинчатом теплообменнике
  • Особенности конструкции
  • Современный пластинчатый теплообменник: принцип работы
  • Уплотнители теплообменников
  • Сфера применения
  • Виды теплообменных аппаратов
  • Конструкция теплообменных пластин
  • Схема
  • Преимущества
  • Основные особенности конструкции
  • Принцип работы теплообменника

Устройство и принцип работы пластинчатого теплообменника - фотография 1

Технические предложения и решения (примеры)

1. Пластинчатый теплообменник (среда-товарная нефть, реагент-сырая нефть).

Описание

2. Пластинчатый теплообменник (среда –серная кислота, хладагент – вода)

Описание

Объем поставки: теплообменник в сборе с брызгозащитным щитком (материал 1.4401).

3. Пластинчатый теплообменник (среда-товарная нефть, реагент-сырая нефть)

Описание

Средние цены пластинчатые теплообменники

Средняя стоимость варьируется между 20 000 и 80 000 рублей, более конкретная цифра зависит от количества пластин, а значит, от мощности устройства.

Таблица средних цен и характеристик на различные модели теплообменников

Как используется и для чего нужен

Принцип работы теплообменника положительно влияет на функционирование домашних инженерных систем. В частном доме теплообменная установка выполняет следующие функции:

  • Очевидная польза. Устройство нагревает воду для бытовых нужд: для ГВС (горячего водоснабжения) и для системы отопления, может использоваться для подогрева воды в бассейне, в системе кондиционирования.
  • Неочевидная польза. Теплообменник стабилизирует работу домашнего отопительного котла (независимо от вида топлива).

Дело в том, что при прямом подогреве воды, когда она от котла сразу поступает в систему отопления, трудно добиться ее стабильной температуры, и тем более плавно ее регулировать. Параметры будут постоянно меняться, из-за чего сложно поддерживать нужную степень нагрева. Отопление с включением теплообменного устройства позволяет плавно регулировать параметры теплоносителя, что повышает эффективность использования топлива.

Модели пластинчатого теплообменников: чем больше, тем мощнее

Модели пластинчатого теплообменников: чем больше, тем мощнее Источник pechiexpert.ru

uslugi.png

Пластинчатый графитовый теплообменник

Технические характеристики:

Примечание:

Входные и выходные штуцера перекрещиваются
Нет штуцера DN25 (штуцер абсорбирующей жидкости)

Опционально:

  1. 2 шт. POLYFLURON® PTFE Гофра
    DN 80, L=110 мм
    Без ограничительных болтов
    Одна сторона фланца из углеродистой стали DN80 PN10
    Другая сторона фланца из углеродистой стали DN100 PN10
    (с резьбовыми отверстиями)
    Оцинкованный и хромированный
  2. 2 шт. POLYFLURON® PTFE Гофра
    DN 150, L=130 мм
    Без ограничительных болтов
    Одна сторона фланца из углеродистой стали DN150 PN10
    Другая сторона фланца из углеродистой стали DN200 PN10
    (с резьбовыми отверстиями)
    Оцинкованный и хромированный

Особенности конструкции

Пластинчатый теплообменник состоит из следующих элементов:

  • Передней неподвижной плиты с патрубками. Через последние в теплообменник попадают обе рабочие среды.
  • Верхней и нижней направляющих штанг. Эти элементы необходимы для придания жесткости всей конструкции. Ту же функцию выполняет задняя опора устройства.
  • Задней подвижной плиты.
  • Самих пластин.
  • Уплотнительных прокладок, служащих одновременно разграничителями между пластинами.

Требования к прокладкам

К аппаратам с пластинами предъявлены довольно жесткие требования касательно герметичности оборудования, именно по этой причине на сегодняшний день прокладки начали изготавливать из полимеров. К примеру, этиленпропилен может с легкостью эксплуатироваться в условиях повышенных температур — и пара, и жидкости. Однако довольно быстро начинает разрушаться в среде, которая содержит большое количество жиров и кислот.

теплообменникТеплообменники различаются количеством пластин

Крепление уплотнителей к пластинам производится чаще всего с помощью клипсовых замков, в редких случаях — с помощью клеящего состава.

Особенности конструкции

В зависимости от модификации устанавливаемого агрегата будет меняться его конструкция и принцип действия, так как работают теплообменники с разным количеством пластин и прокладок. Уплотнения устанавливаются с целью перекрытия каналов, через которые возможно смешение сред, а так же для обеспечения внешней герметичности. Уплотнения плотно зажимаются в комплекте пластин теплообменника между прижимными плитами, это обеспечивает герметичность всего аппарата.

Нагрузки, которым подвержены теплообменники во время работы, в большей степени приходятся на уплотнители и пластины. Крепежные элементы и рама используются в качестве корпуса и основы, на которой работает все оборудование.

Производители в своих моделях пользуются рельефными пластинами, так как эта конструкция обеспечивает прочное крепление, а вся система в итоге получается достаточно жесткой и прочной, чтобы оператор и владелец оборудования могли не беспокоиться о возможном риске потери работоспособности.

Прокладки закрепляются на пластинах специальными клипсами. Есть несколько других вариантов крепления прокладок, но клипсовый вариант наиболее надежный среди всех.

При зажатии прокладки автоматически центрируются по своей оси. Теплоноситель в процессе работы оборудования не вытекает, так как используется специальная окантовка обшлага, выполняющая роль дополнительного барьера для утечки.

ПТ.jpg

Применение пластинчатых теплообменников

Пластинчатые теплообменные аппараты используются в:

  • энергетике;
  • отоплении;
  • вентиляции и кондиционировании;
  • судоходстве;
  • пищевой промышленности;
  • машиностроении;
  • автомобилестроении;
  • металлургии.

Лучшие производители

В рейтинг лучших производителей теплообменного оборудования пластинчатого типа вошло несколько торговых марок.

  • Warm – ведущий производитель ТО разборного, сварного, паяного типов, предназначенных для решения разных инженерных задач.
  • Funke – немецкий поставщик установок для систем коммунального назначения и промышленных коммуникаций.
  • Astera – российский бренд, поставляющий на отечественный рынок установки 4 видов, отличающиеся безотказной работой в разных условиях.
  • «Ридан» – нижегородская торговая марка, реализующая высококачественные ТО для работы с разными типами рабочих сред.
  • Nord – пермское сборочное производство пластинчатых теплообменников для работы с неагрессивными веществами.

Характеристики и расчет

Пластины и уплотнители в качестве главных деталей теплообменных устройств производятся из разных по своим показателям и характеристикам материалов. Во время выбора в пользу определенного изделия основную роль играет его предназначение и сфера применения.

Если рассматривать отопительные системы и ГВС, то в этой сфере чаще всего используются пластины, которые сделаны из нержавейки, и пластичные уплотнители из специальной резины NBR или EPDM. Наличие пластин из нержавеющей стали дает возможность работать с тепловым носителем, нагретым до 120 градусов, в другом же случае теплообменник может разогревать жидкость до 180°C.

теплообменник вторичныйМежду пластинами  для герметизации расположены прокладки

При применении теплообменников в промышленной сфере и их подключении к технологическим процессам с действием масел, кислот, жиров, щелочей и других агрессивных сред используются пластины, которые сделаны из титана, бронзы и иных металлов. В этих случаях требуется установка асбестовых или фторкаучуковых прокладок.

Выбор теплообменника выполняется с учетом расчетов, которые производятся с помощью специального программного обеспечения.

Во время расчетов необходимо учитывать:

  • расход нагреваемой жидкости;
  • изначальная температура теплового носителя;
  • затраты теплоносителя на отопление;
  • необходимая температура прогревания.

В качестве нагревающей среды, которая протекает через теплообменник, может применяться нагретая вода до температуры 90-120°C или пар с температурой до 170°C. Тип теплового носителя подбирается с учетом вида используемого котельного оборудования. Размеры и число пластин выбираются так, чтобы получился теплоноситель с температурой, которая соответствует действующим стандартам — не выше 65°C.

принцип действияТеплообменник может быть изготовлен из разных видов металла

Необходимо сказать, что главными техническими характеристиками, которые при этом также считаются и основными преимуществами, являются компактные габариты оборудования и возможность обеспечить довольно значительный расход.

Диапазон площадей обмена и вероятных расходов у аппаратов довольно высокий. Самые маленькие из них, к примеру, от компании Alfa Laval, имеют размер поверхности до 1 м² и при этом обеспечивают прохождение количества теплоносителя до 0,3 м³/час. Наиболее же габаритные приборы имеют размер около 2500 м² и расход, который превышает 4000 м³/час.

Где используется

Применение пластинчатых теплообменников практически повсеместно. Они могут использоваться в самых разных областях – зависит от материалов и конструкции оборудования. Есть разные модели, отличающиеся конструкцией и разными тонкостями работы, но всего выделяется четыре главных типа:

  • разборный;
  • полусварной;
  • сварной;
  • паяный.

Разборные устанавливаются в теплосетях, которыми оборудуются жилые дома, другие объекты. Также они встречаются в бассейнах, контурах горячего водоснабжения, теплопунктах и холодильных камерах. Паяные теплообменники предназначены для установки при оборудовании морозильных или вентиляционных систем, а также кондиционеров, компрессоров, других промышленных установок.

ПТ 2.jpg

Сварные и полусварные теплообменники широко распространены и встречаются в:

  • пищевой промышленности;
  • фармацевтике;
  • климатических, вентиляционных установках;
  • системах рекуперации;
  • горячем водоснабжении, отоплении;
  • охладительных агрегатах.

Из всех выше представленных агрегатов чаще всего используются разборные и паяные конструкции, т.к. их  применение актуально в различных сферах, независимо от того, требуется понижение или повышение температуры теплоносителя. Вас также могут заинтересовать комплектующие для промывки.

Эксплуатация и обслуживание

Установка оборудования выполняется с обеспечением свободного доступа к основным узлам для проведения техобслуживания. При креплении магистралей следят за жесткостью и надежностью.

Теплообменник устанавливается на горизонтальную поверхность с высокой несущей способностью. До запуска выполняют проверку его герметичности. В ходе применения следят за тем, чтобы давление и температура не превышали заданных значений.

В противном случае не избежать поломок оборудования. В целях повышения КПД следят за тем, чтобы рабочие среды не загрязнялись механическими взвесями и вредными химическими присадками.

В целях увеличения срока службы и производительности выполняют своевременное техобслуживание, замену поломанных элементов. Важна и опрессовка приборов.

Промывка оборудования может осуществляться механическим, химическим способами, а также путем закачки жидкости под внушительным напором. Химическая чистка предполагает введение моющего раствора в рабочую зону.

Благодаря активным реагентам разрушаются накипь и иные отложения. Раствор циркулирует по контурам ТО, затем каналы промывают водой, сливают препараты из устройства.

При механической промывке отключают питание, отсоединяют устройство от магистрали, снимают крепления. Затем избавляются от накипи. Иногда прибор замачивают в слабо концентрированном растворе соляной кислоты, чтобы упростить процедуру чистки.

Способы обвязки

Теплообменные приборы чаще всего устанавливаются в отдельных помещениях, обслуживающих частные постройки, многоэтажные здания, теплопункты центральных магистралей, промышленные предприятия.

Небольшой вес и габариты оборудования дают возможность производить установку довольно быстро, хотя определенные изделия, которые обладают большой мощностью, нуждаются в сооружении фундамента.

промывка теплообменникаМонтаж и обслуживание теплообменника лучше доверить специалистам

Во время монтирования аппарата нужно соблюдать основное правило: заливка болтов в фундаменте, с помощью которых теплообменник прочно крепится, производится в любом случае. Схема обвязки должна обязательно предусматривать подводку теплоносителя к находящемуся наверху патрубку, а к установленному внизу штуцеру производится подсоединение обратного контура. Подача разогретой жидкости подключается наоборот.

В подающем контуре требуется наличие циркуляционного насоса. Помимо основного, непременно устанавливается и одинаковый с ним по мощности запасной насос.

Если в ГВС находится магистраль обратного передвижения воды, то механизм работы и схема несколько меняется. Горячая вода, которая подается по контуру, перемешивается с холодной из водопровода, и только после этого смесь подается в теплообменник. Регулировка температуры на выходе производится с помощью электронного блока, который управляет клапаном входящего теплового носителя.

принцип работы пластинчатого теплообменникаЧем больше пластин в теплообменнике, тем выше мощность

В двухступенчатой системе можно использовать тепловую энергию обратной магистрали. Это дает возможность рациональней применять имеющееся тепло и снизить чрезмерную нагрузку на котельное оборудование.

В любой из вышеописанных схем обвязки на входе в теплообменник обязан находиться фильтр. С его помощью можно не допустить засорения системы и продлить срок ее эксплуатации.

При всех иных достоинствах пластинчатые теплообменники не опережают старые кожухотрубчатые модели только по одному важному показателю: во время обеспечения значительного расхода пластинчатые устройства недостаточно нагревают теплоноситель. Этот недостаток устраняется расчетом незначительного запаса при выборе количества пластин.

Характеристика пластинчатых теплообменников:



Преимущества

  • возможность монтажа и демонтажа устройства непосредственно на месте, где будет эксплуатироваться пластинчатый теплообменник;
  • установка в тепловых системах без должной водоподготовки;
  • незначительный вес;
  • возможность быстро и легко изменять тепловую мощность путём дополнительной установки пластин;
  • гибкая регулировка температурного режима в системе.

Принцип работы пластинчатого теплообменника - фото 85


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.